آشنایی با مفهوم بتن پیش تنیده

فهرست مطالب

بررسی مفهوم بتن پیش تنیده و کاربرد آن در ساخت و ساز

تیرچه پیش تنیده چیست؟

آشنایی با بتن پیش تنیده 

اجرای بتن پیش تنیده در سازه

در ساخت سقف تیرچه بلوک پیش تنیده آیا از میلگرد لنگر منفی استفاده می‌شود؟ 

بررسی مفهوم بتن پیش تنیده و کاربرد آن در ساخت و ساز

آیا تا به حال درباره‌ی پیش تنیدگی در بتن چیزی شنیده اید؟ در این محتوا قصد داریم مفهوم بتن پیش تنیده را برای شما بگوییم و همینطور مفهوم این روش در ساخت و ساز را بیشتر برایتان روشن کنیم. اگر شما هم به دنبال یافتن پاسخ سوال خود هستند تا آخر این محتوا با ما همراه شوید. 

تیرچه پیش تنیده چیست؟

قبل از اینکه به بررسی مفهوم بتن پیش تنیده بپردازیم لازم است یک موضوع مهم یعنی تیرچه پیش تنیده را بشناسید. باید در این مرحله مفهوم پیش تنیدگی را بشناسید تا مفهوم بتن‌های پیش تنیده بیشتر برای شما جا بیفتند. این مورد را باید بدانید که بتن مقاومت کششی کمی دارد و هنگامی بخواهد در سازه به کار گرفته شود با همراه با مصالح فولادی استفاده شود. 

میلگردها و آرماتورهای سازه معمولا تنش تسلیمی برابر با 300 تا 500 مگاپاسکال است. در اینجا لازم است بگوییم تنش تسلیمی یعنی مقدار مقاومت و کششی که اجسام به صورت برگشت پذیر آن را تجربه می‌کنند. برای دانستن مفهوم بتن پیش تنیده لازم است تا به طور دقیق با مفهوم تنش‌ها و مقاومت‌های سازه آشنا شوید. آرماتورهایی مثل میلگرد به دلیل دارا بودن خاصیت پیش تنیدگی می‌توانند مقاومت کششی برای سازه ایجاد کنند. باید گفت هدف از به کارگیری پیش تنیدگی در ساخت سازه این است که قبل از جایگذاری آرماتورها، المان‌های بتنی سازه تحت نوعی فشار قرار بگیرند. یعنی قسمتی از این المان‌ها که باید تحت کشش قرار می‌گرفت، توسط پیش تنیدگی تحت نوعی فشار قرار می‌گیرد. 

بعد از اینکه این الملن‌ها در سازه بارگذاری شد، به آن قسمتی که تحت فشار بود، نوعی نیروی کششی وارد می‌شود. در حقیقت اعمال اینگونه کشش برای خنثی کردن بارها است. توجه داشته باشید اجرای پیش تنیدگی باعث می‌شود که قبل از بارگذاری آرماتورها در سازه، مقاوم سازی انجام شود. این امر سبب خواهد شد که با وارد شدن مقداری تنش فشاری، استحکام و مقاومت سازه در برابر تنش فشاری که بعد از بارگذاری آرماتور وارد می‌شود؛ افزایش یابد. این عوامل لزوم  استفاده از بتن پیش تنیده در سازه را بیشتر نمایان می‌کند. 

توجه داشته باشید اگر بخواهید مقاومت کششی در انواع اعضای بتن و سازه را افزایش دهید، باید دهانه‌های المان‌ها را بلندتر بگیرید تا اعمال نیروی کششی به سازها راحت تر صورت پذیرد. برای ساخت تیرچه‌های پیش تنیده از مفتول‌های سیمی به قطر 5 میلی متر استفاده می‌شود. این مفتول‌های سیمی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و از قرارگیری آن‌ها استرندها تشکیل می‌شود. این استرندها در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و تشکیل کابل می‌دهند. لازم به ذکر است از یان کابل‌ها در ساختار سقف و تیر استفاده می‌شود. 

دقت داشته باشید برای اینکه نیروی پیش تنیدگی را در بتن‌های تیرچه اعمال کنند؛ ابتدا مفتول‌هایی که برای ساخت از آن‌ها استفاده شده بود را تا 65 درصد مقاومت خود می‌کشند. بعد از این امر بتن ریزی انجام می‌شود. بعد از این که بتن در سازه قرار گرفت، سیم‌های مفتول را رها می‌کنند. در این حالت است که بتن‌ها تحت فشار قرار می‌گیرد. این شرایط باعث ایجاد بتن پیش تنیده در سازه می‌شود. اینگونه تیرچه‌ها داری مقاطع بتنی T شکل هستند. در کل برای بتن‌های سازه یک مقاومت 28 روزه تعیین می‌کنند. یعنی در طی این مدت فشار و نیروهای مختلفی به سازه وارد می‌شود تا مقاومت آن سنجیده شود. نمونه‌های مکعبی بتن‌ها نباید مقاومت فشاری بیشتر از 350 کیلوگرم بر سانتی متر مربع داشته باشند. توجه داشته باشید این مقدار فشار وارد شده نباید بیشتر از فشاری باشد که به قسمت زیرین تیرچه ها وارد می‌شود.

دقت داشته باشید که اعمال مقاومت فشاری برای این موضوع است که بعضی از قسمت‌های سازه علاوه بر فشاری که در اثر پیش تنیدگی تحمل می‌کنند؛ در هنگام بارگذاری آرماتور در بتن نیز تحت فشار قرار می‌گیرند. به همین دلیل برای اینکه از مقاومت فشاری وارد بر سازه اطمینان حاصل شود، این نیرو نباید بیشتر از فشار وارده بر سطح زیرین تیرچه‌ها باشد. 

در رابطه با حد کشش سیم‌ها نیز باید به این نکته توجه داشته باشید که این نوع کشش نباید از 65 درصد بیشتر باشد، اگر این اتفاق رخ بدهد، سیم‌ها دچار پارگی می‌شوند. در مقابل، اگر کششی که این سیم‌ها تحمل می‌کنند کم باشد، فشار کافی برای مقابله و خنثی کردن نیروی کششی ایجاد نخواهد شد. پس برای اعمال نیروی کششی به سیم‌ها باید نهایت دقت انجام شود. 

توجه داشته باشید که مکان قرار گیری سیم‌ها در تیرچه بیاد به نحوی باشد که تنش فشاری در قسمت زیرین بیشتر از قسمت فوقانی تیرچه‌ها باشد. به طور کلی موضوعی که باید گفت این است؛ نحوه‌ی قرارگیری این سیم‌ها و همچنین تعداد آن‌ها باید توسط مهندسان ساختمان تعیین شود. 

این نوع از تیرچه‌ها برای بکارگیری در بتن پیش تنیده، نیاز به وجود آرماتور عرضی ندارند. زیرا نیرویی که پیش تنیدگی ایجاد می‌کند، سبب افزایش مقاومت برشی در بتن می‌شود. پس در این شرایط دیگر نیاز به استفاده از آرماتورهای عرضی نیست. توجه به این مورد اهمیت دارد؛ در برخی از شرایط، برای افزایش دادن مقاومت برشی و همینطور برای راحتی در حمل و نقل، در ابتدا و انتهای بتن پیش تنیده آرماتور عرضی قرار می‌دهند.

آشنایی با بتن پیش تنیده 

همانطور که می‌دانید سقف‌هایی که ساختار تیرچه بلوک داشته باشند برای دهانه‌هایی با اندازه‌ی ماکزیمم 7 تا 8 متر مناسب هستند. توجه داشته باشید هنگامی که بخواهید از این گونه سقف‌ها در سازه استفاده کنید، باید مصالحی که برای بارگذاری آن در نظر گرفته می‌شود را پیش از اجرای آرماتورها خریداری کنید. این امر باعث می‌شود تا ذهنتان درگیر هزینه‌های احتمالی آن نشود و بودجه‌ی کافی برای ادامه‌ی فرآیند ساخت و ساز تامین کنید. باید گفت اگر بخواهید برای دهانه‌های بیش از این مقدار، از تیرچه بلوک استفاده کنید باید از تیرچه‌های بتنی پیش تنیده بهره ببرید. 

سطح مقطع بتن پیش تنیده به این صورت است که دو طرف این بتن حالت سپری شکل دارد. این امر باعث می‌شود که دو طرف بتن به راحتی در داخل پاشنه بلوک جای بگیرد. در بتن‎‌های پیش تنیده از تیرچه نیز برای قرار گیری درست آرماتورها در جای خود استفاده می‌شود. پس می‌توان نتیجه گرفت که بتن و تیرچه دو عضو جدانشدنی در ساخت و ساز است.مورد دیگری که در اینجا باید به آن توجه شود، باید گفت که ارتفاع این تیرچه‌های بتنی پیش تنیده باید به گونه‌ای باشد تا مقاومت لازم برای حمل و نقل و تحمل بارها در هنگام اجرا را داشته باشد. طولی که برای تولید این بتن‌ها در نظر می‌گیرند بین 8 تا 12 متر است. نکته‌ی جالبی که در هنگام ساخت بتن پیش تنیده باید به آن توجه شود این است، به جهت درگیری بیشتر این بتن با پوشش سقف، سطح بالایی آن را به شکل برجسته می‌سازند. 

توجه داشته باشید پوشش بتنی اطراف سیم‌ها باید حداقل 2 سانتی متر باشد و فاصله‌ی بین سیم‌ها در بتن‌های پیش تنیده باید به گونه‌ای طراحی شود که بزرگترین اندازه ها هم از داخل این سیم رد شود. در حقیقت ماهیت این سیم نوعی غربالگری از نوع اندازه است. مهار کردن تیرها و تیرچه اهمیت زیادی دارد. این امر به جهت عملکرد بهتر تیرچه و تیر در سازه انجام می‌شود. وجه داشته باشید مهار نکردن این دو عضو باعث ایجاد آسیب فراوان به سازه می‌شود.

اجرای بتن پیش تنیده در سازه

نحوه اجرای تیرچه و بتن پیش تنیده تاثیر زیادی در تحمل مقاومت سازه به انواع نیروها و فشارهای وارده دارد. پس باید گفت که اگر تیرچه های پیش تنیده به درستی اجرا نشود، یکی از اصلی ترین فاکتورها برای ایجاد مقاومت در سازه از بین خواهد رفت و نمی‌توان گفت که ساختمان ایمنی بالایی دارد. در اینجا می‌خواهیم به مواردی پاسخ دهیم که قطعا برای شما هم سوال شده است. 

در ساخت سقف تیرچه بلوک پیش تنیده آیا از میلگرد لنگر منفی استفاده می‌شود؟ 

توجه داشته باشید در ساخت و طراحی سقف تیرچه بلوک پیش تنیده فاکتورهایی مثل کنترل مقاومت خمشی،  تعیین تعداد مفتول در تیرچه  با تصور بر اینکه دو سر تکیه گاه آن به صورت مفصلی به یکدیگر بست می‌شود ساخته خواهد شد. در سقف تیرچه بلوک زمانی که بتن ریزی تیر و تیرچه انجام می‌شود، اتصال این دو، تا حدودی گیردار می‌شود و در بالای تیر لنگر منفی به وجود می‌آید. برای مقابله با این لنگر منفی از آرماتور ممان منفی استفاده می‌شود.

پس وجود آرماتور ممان منفی در محل تکیه‌گاه باعث ایجاد ظرفیت خمشی منفی می‌شود که مجموع آن با نیروی فشاری پیش تنیدگی ممکن است باعث خرد شدن بتن شود. همچنین وجود آرماتور ممان منفی در محل تکیه‌گاه، ممکن است لنگر پیچشی ناخواسته‌ای ایجاد کند. به همین دلیل از آرماتور ممان منفی در سقف تیرچه بلوک پیش تنیده استفاده نمی‌شود.

کلام پایانی

بتن پیش تنیده جزو مصالحی است که برای ساخت و ساز لازم و ضروری می‌باشد. استفاده از این روش باعث افزایش مقاومت کششی سازه و همینطور افزایش تحمل به نیروهای وارد بر سازه است. این امر باعث می‌شود هر گونه فشار و تنشی که به سازه وارد شده است، از طریق این بتن‌ها به اعضای مجاور وارد شود تا استحکام سازه از بین نرود.